Gli impianti di “trigenerazione” sono impianti per la produzione congiunta di energia elettrica, termica e frigorifera. Essi abbinano alla cogenerazione, cioè alla produzione combinata di energia elettrica ed energia termica, anche la funzione di condizionamento dell’aria e di raffrescamento.
Gli impianti di cogenerazione, con produzione combinata di energia elettrica e calore non si adattano ad essere utilizzati per la climatizzazione degli edifici, in quanto il loro uso risulta efficiente nel solo periodo invernale, per il riscaldamento di questi. Nel periodo estivo bisogna invece tenere fermo l’impianto di cogenerazione o farlo funzionare dissipando il calore prodotto, a discapito della fattibilità economica dell’impianto e dell’efficienza complessiva. Per ovviare a ciò si può pensare, nel periodo estivo, di utilizzare il calore prodotto dall’impianto cogenerativo come sorgente principale di energia, in luogo dell’elettricità, per la produzione di freddo tramite sistemi ad assorbimento: ecco la “TRIGENERAZIONE” un sistema capace di produrre tre forme distinte di energia (elettrica – termica – frigorifera).
La trigenerazione (in inglese CCHP, Combined Cooling, Heating and Power) è un particolare tipo di sistema di cogenerazione, che non solo produce energia elettrica, ma anche frigorifera. Ciò avviene attraverso il recupero dell’energia termica prodotta durante la trasformazione termodinamica.
La trigenerazione riesce ad avere un rendimento globale altissimo perché sfrutta al massimo l’energia: è in grado di sfruttare più dei 4/5 dell’energia in entrata attraverso il recupero del calore, che diviene fonte energetica per un ciclo frigorifero ad assorbimento. Permette, quindi, di ottenere rendimenti elevati utilizzando il calore che altrimenti andrebbe disperso, per la produzione di fluidi caldi e freddi. Durante il ciclo frigorifero fornisce acqua refrigerata fino a -60 °C ( sotto forma di acqua glicolata o
ammoniaca liquida), utile per il condizionamento o per i processi industriali.
La soluzione della trigenerazione si può applicare favorevolmente sia su costruzioni nuove che preesistenti. Quest’ultima possibilità risulta molto attraente per impianti e costruzioni di vecchia concezione, caratterizzati da flussi energetici quantitativamente importanti ma non ottimizzati e quindi squilibrati ed inefficienti.
La trigenerazione, ad oggi, trova utilità:
● in edifici di medie-grandi dimensioni
● in uffici, ospedali, università
● nel settore industriale, in particolare nell’agro-alimentare
● nei processi di surgelazione degli alimenti.
Gli impianti di trigenerazione possono essere a gas, biogas, biomasse, solari e ibridi.
Il processo parte da un combustibile gassoso e fornisce energia elettrica, fluidi caldi per il riscaldamento e fluidi freddi per il raffrescamento. Il gas arriva nel motore, compreso nel cogeneratore, e lì viene convertito in energia meccanica, poi trasformata in elettrica dal generatore, mentre il sistema di recupero termico converte l’energia termica non utilizzabile direttamente.
Gli impianti di trigenerazione a gas hanno rendimenti elevati perché utilizzano anche il calore che andrebbe disperso.
Consiste in una centrale di trigenerazione costituita da due sezioni di cui
– la sezione termica è alimentata con biomasse (cippato di legna),
– la sezione cogenerativa alimentata a gas metano.
Si ottiene così una significativa riduzione delle emissioni di CO2, oltre che di ceneri, con conseguente
guadagno ambientale;
L’ energia “iniziale” solitamente è tratta dal sole attraverso un pannello fotovoltaico.
Con l’avanzare delle tecnologie, si sono utilizzati anche sistemi più efficienti come i sistemi termodinamici a concentrazione solare di piccola taglia.
Questo sistema di trigenerazione, a parità di radiazione solare diretta:
– riduce l’ingombro rispetto ai sistemi tradizionali
– è totalmente riciclabile al 100%
– non emette CO2
– non ha bisogno di inverter
– produce oltre il 40% di energia elettrica
– in caso di pioggia o vento, si chiude su se stesso.
